Nútíma rafmagnsnet og atvinnuhúsnæði standa frammi fyrir vaxandi áskorunum með orkustöðugleika, hækkandi orkukostnaði og endurnýjanlegri samþættingu. Orkugeymslukerfi fyrir rafhlöður (BESS) tekur á þessum áskorunum með því að geyma ódýrt eða grænt rafmagn og losa það á meðan eftirspurn er á hámarki. Skilningur á mismunandi gerðum rafhlöðuorkugeymslukerfa hjálpar orkustjórnendum og verkefnahönnuðum að velja réttu tæknina fyrir rekstrarþarfir þeirra.

Helstu veitingar

• Helstu BESS tækni: Orkugeymslukerfi rafhlöðu innihalda litíumjón, blýsýru, flæði, natríumjón og natríum-brennisteinsrafhlöður, hver með sérstaka kosti, takmarkanir og notkun.
• Mismunandi kerfisstillingar: Einnig er hægt að flokka BESS sem C&I ESS skápa, gámaskipað BESS, íbúðarhúsnæði og hreyfanlegt ESS byggt á líkamlegri hönnun þeirra, getu og dreifingarþörfum.
• Lykilvalsþættir: Til að velja rétta BESS þarf að meta orkugetu, aflmat, losunartíma, hringrásarlíf, skilvirkni, öryggi og líftímakostnað til að passa við sérstakar kröfur verkefnisins.

Hvað er rafhlöðuorkugeymslukerfi (BESS)?

A rafhlöðuorkugeymslukerfi (BESS) er tækni sem geymir raforku í endurhlaðanlegum rafhlöðum og losar hana þegar þörf krefur. Það gerir kleift að geyma rafmagn sem framleitt er frá sólarrafhlöðum, vindmyllum eða netkerfinu til síðari notkunar.

Til dæmis getur atvinnuhúsnæði hlaðið BESS-kerfið sitt á tímum lítillar raforkuþörf og losað það á álagstímum til að draga úr orkukostnaði.

Dæmigerð BESS inniheldur nokkra samtengda íhluti:

• Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS): Fylgir rafhlöðuspennu, hitastigi, straumi og rekstrarskilyrðum.
• Power Conversion System (PCS): Virkjar tvíátta aflbreytingu milli DC kerfis rafhlöðunnar og straumnetsins eða hleðslunnar, en stjórnar hleðslu og afhleðslu í samræmi við kröfur kerfisins.
• Orkustjórnunarkerfi (EMS): Samræmir hleðslu, losun og orkusendingu í samræmi við rekstrarkröfur.
• Hitastjórnunarkerfi: Stjórnar hitastigi rafhlöðunnar með loftkælingu eða vökvakælingu.

Rafhlöðuorkugeymslukerfi (BESS) er hægt að flokka á tvo megin vegu: eftir efnafræði rafhlöðu og eftir kerfisuppsetningu. Efnafræði-undirstaða flokkar innihalda litíum-jón, blý-sýru, flæði, natríum-jón og natríum-brennisteins rafhlöður, hver með sérstökum rekstrareiginleikum.

Stillingar byggðir flokkar, eins og C&I ESS skápar, gámaskipt BESS, íbúðabyggð ESS og farsíma ESS, lýsa því hvernig kerfinu er pakkað, dreift og notað. Þessar tvær flokkunaraðferðir eru til viðbótar frekar en skiptanlegar.

Hverjar eru helstu tegundir rafhlöðuorkugeymslukerfa?

Helstu tegundir rafhlöðuorkugeymslukerfa eru litíum-jón, blý-sýru, flæði og natríum-undirstaða rafhlöður. Hver tækni býður upp á mismunandi eiginleika sem hafa áhrif á hæfi hennar fyrir verslunar-, iðnaðar- og nytjaverkefni.

1. Orkugeymslukerfi fyrir litíumjónarafhlöður

Lithium-ion rafhlöður eru mikið notaðar í kyrrstöðu orkugeymslu, með LFP (Lithium Iron Phosphate) og NMC (Nikkel Mangan Cobalt) meðal algengustu efnafræðinnar.

LFP efnafræði býður upp á góðan hitastöðugleika, kóbaltfría bakskautssamsetningu og langan líftíma. Þessir eiginleikar gera LFP að vinsælu vali fyrir atvinnuhúsnæði, verksmiðjur og sólarorkugeymsluverkefni.

NMC rafhlöður bjóða almennt upp á hærri þyngdarmælingarorkuþéttleika en LFP rafhlöður, sem gerir þær mikið notaðar í forritum þar sem þyngd og pláss eru mikilvæg atriði, svo sem rafknúin farartæki. LFP rafhlöður veita venjulega betri hitastöðugleika og geta boðið upp á lengri líftíma við sambærilegar notkunarskilyrði.

2. Orkugeymslukerfi fyrir blýsýrurafhlöður

Blýsýrukerfi tákna hefðbundna rafhlöðutækni með áratuga notkun á vettvangi. Helsti kostur þeirra er lágur innkaupakostnaður fyrirfram.

Hins vegar hafa blýsýrurafhlöður almennt minni orkuþéttleika og styttri endingartíma en litíumjónarafhlöður, sérstaklega við tíðar djúphjólreiðar. Þeir eru almennt notaðir í UPS kerfum, varaafli og völdum kyrrstæðum geymsluforritum, en þessar takmarkanir geta gert þá óhentuga fyrir mikla daglega orkugeymslu.

3. Orkugeymslukerfi fyrir flæði rafhlöðu

Flæðisrafhlöður geyma orku í fljótandi raflausnum sem geymdar eru í ytri tönkum, sem er dreift í gegnum frumustafla sem inniheldur himnu. Í flæðisrafhlöðum ræðst aflgeta fyrst og fremst af stærð og uppsetningu frumustokksins, en orkugeta fer aðallega eftir rúmmáli og styrk raflausnarinnar.

Þessi aðskilnaður gerir flæðisrafhlöður hentugar fyrir langvarandi orkugeymslu, með losunartíma ræðst af orkugetu kerfisins og afli.

Hins vegar takmarka flókið dæluinnviði, reglubundið viðhaldsþörf og stórt uppsetningarfótspor notkun þeirra á iðnaðarsvæðum með takmarkaða pláss.

4. Natríum-undirstaða orkugeymslukerfi fyrir rafhlöður

Natríumjóna- og natríum-brennisteinsrafhlöður nota báðar efni sem byggjast á natríum en starfa á annan hátt. Natríumjónarafhlöður geyma orku með flutningi natríumjóna á milli rafskauta, en hefðbundnar natríumbrennisteinsrafhlöður nota natríum og brennistein sem virk efni og starfa við hærra hitastig. Rekstrarskilyrði þeirra og notkun eru mismunandi eftir tækni.

Hverjar eru mismunandi BESS stillingar fyrir orkugeymsluverkefni?

Fyrir utan rafhlöðuefnafræði eru BESS uppsetningar flokkaðar eftir líkamlegri hönnun og dreifingarkvarða. Kjarnakerfisarkitektúrinn ákvarðar hversu auðvelt er að setja upp, viðhalda og stækka búnað með tímanum.

1. Verslunar- og iðnaðarskápar ESS

Verslunar- og iðnaðarskápar (C&I) ESS skápar sameina rafhlöðueiningar og stuðningsbúnað í tiltölulega fyrirferðarlítilli girðingu.

Það fer eftir hönnun þeirra, þessir skápar geta samþætt PCS, BMS, EMS, kælibúnað og eldvarnarhluti.

Algengar umsóknir fela í sér:

• Hámarksrakstur og stjórnun rafmagnsþörf.
• Sólarljósorkugeymsla.
• EV hleðslustjórnun.
• Varaafl fyrir atvinnu- og iðnaðaraðstöðu.

Samþætt smíði þeirra gerir þau hagnýt fyrir verksmiðjur, atvinnuhúsnæði og aðrar síður með takmarkað uppsetningarpláss.

2. Gámaskipt BESS

Gámalagðar BESS lausnir pakka rafhlöðukerfum með mikla afkastagetu innan færanlegra gámamannvirkja.

Þessi kerfi eru almennt notuð í endurnýjanlegri orkuverkefnum, iðnaðargörðum og netstuðningsforritum sem krefjast megavattstunda geymslu.

Einingaarkitektúr þeirra gerir forriturum kleift að sameina margar einingar til að uppfylla stærri verkefniskröfur, háð rafhönnun og takmörkunum á staðnum.

3. Búsetu og farsíma BESS

Íbúðarhús BESS Stillingar eru almennt smærri kerfi sem eru hönnuð fyrir sólargeymsla heimila, sjálfsnotkun rafmagns og varaafl.

Farsímar BESS lausnir setja flutningsgetu í forgang og geta þjónað tímabundnum byggingarsvæðum, viðburðum eða stöðum sem krefjast sveigjanlegrar orkunotkunar.

Hvernig á að velja rétta rafhlöðuorkugeymslukerfið fyrir verkefnið þitt

Til að velja viðeigandi BESS þarf að meta tæknilega frammistöðu samhliða rekstrarkröfum og langtímakostnaði.

1. Ákvarða orkugetu og aflmat

Orkugeta, mæld í kWh eða MWh, gefur til kynna hversu mikla orku rafhlaða getur geymt. Aflmagn, mælt í kW eða MW, lýsir því hversu hratt kerfið getur skilað eða tekið upp orku.

Sem dæmi má nefna að 2 MW/4 MWst BESS hefur um það bil tvær klukkustundir nafnhleðslutíma á nafnafli. Raunveruleg nothæf tímalengd fer eftir losunarmörkum, umbreytingatapi, rekstrarskilyrðum og kerfishönnun.

2. Metið árangur rafhlöðunnar

Afköst rafhlöðunnar hafa áhrif á langtímanotkun og hagkvæmni verkefna.

Mikilvægar vísbendingar eru:

• Cycle Life: Fjöldi hleðslu- og losunarlota sem hægt er að ná við tilgreind prófunarskilyrði.
• Dýpt losunar (DoD): Hlutfall rafhlöðunnar sem notað er við afhleðslu.
• Skilvirkni hringferðar: Hlutfall inntaksorku sem endurheimt er eftir geymslu.
• Niðurbrot: Smám saman minnkun nothæfrar getu með tímanum.

Verkefni sem krefjast daglegrar hjólreiða ætti að huga sérstaklega að væntanlegum niðurbroti og ábyrgðarskilyrðum.

3. Meta öryggi og hitauppstreymi

Öryggi BESS fer eftir efnafræði rafhlöðunnar, rafvörn, hitastjórnun og verkfræði á kerfisstigi. Metið hitastigseftirlit, eldskynjun og slökun, neyðarlokunaraðgerðir og viðeigandi öryggisstaðla.

Fyrir útikerfi eru umhverfisverndareinkunnir og rekstrarhitamörk einnig mikilvæg. Vökvakæling getur stutt hitastýringu á stórum rafhlöðusamstæðum, en skilvirkni hennar fer eftir kerfishönnun.

4. Berðu saman heildarlífferilskostnað

Upphaflegt kaupverð gefur aðeins hluta af fjárhagslegri mynd.

Verkefnahönnuðir ættu einnig að huga að uppsetningu, viðbótarrafmagnsnotkun, viðhaldi, rafhlöðuskipti og áætluðum endingartíma.

Að meta jöfnuð kostnað við geymslu getur hjálpað til við að bera saman tækni með mismunandi fjárfestingar- og rekstrareiginleika.

5. Passaðu kerfið við forritið þitt

Fyrirhugað forrit ætti að leiðbeina bæði efnafræði og stillingarvali. C&I verkefni kunna að forgangsraða eftirspurnarstjórnun og fyrirferðarlítilli uppsetningu. Verkefni í gagnsemi krefjast oft meiri getu, samþættingarmöguleika og stækkunaráætlunar.

Wenergy's LFP rafhlöðuorkugeymslulausnir

Wenergy býður upp á LFP-undirstaða rafhlöðuorkugeymslulausnir fyrir verslunar-, iðnaðar- og nytjastærð. Vörusafn þess inniheldur samþætta ESS skápa og gámakerfi sem eru hönnuð fyrir mismunandi verkefnagetu og rekstrarkröfur.

Tvær dæmigerðar lausnir eru Stars CL289Pro og Turtle Series 5MWh BESS Container.

1. Stars CL289Pro: Innbyggt C&I orkugeymsla

Allt-í-einn smíði þess samþættir sex rafhlöðupakka, PCS, fljótandi kælingu, brunavarnir og innbyggt EMS.

Helstu kostir eru:

• Samþætt samþætting:Stærðir skápa um það bil 1588 × 1380 × 2450 mm styðja uppsetningu í rýmismeðvituðum atvinnu- og iðnaðarverkefnum.
• Hita- og öryggisstjórnun:Vökvakæling, fjöllaga öryggisvörn og úðabrúsakerfi.
• Langtíma hjólreiðar:Tilgreindur endingartími er að minnsta kosti 8.000 lotur og hámarksnýtni kerfisins yfir 89%, samkvæmt vörulýsingum Wenergy.

Skápurinn er hannaður fyrir notkunshitastig frá -30°C til 55°C, þar sem aflmagn er krafist yfir 45°C.

Þessir eiginleikar gera það hentugt fyrir notkun eins og hámarksrakstur í atvinnuskyni, sólargeymsla og rafhleðsluorkustjórnun.

Stjörnur CL289Pro

2. Turtle Series: Gámageymslur fyrir stærri verkefni

20 feta gámaarkitektúr þess inniheldur sex rafhlöðuklasa, sem hver inniheldur átta rafhlöðueiningar, ásamt rafhlöðustjórnun, vökvakælingu og eldvarnarbúnaði.

Helstu kostir eru:

• Samþætting með mikilli afkastagetu:Orkugeymsla í MWststærð innan færanlegs gámabyggingar.
• Mát stækkun:Rafhlöðuklasa arkitektúr styður stærri verkefnastillingar.
• Rekstrareftirlit:Snjöll rafhlöðustjórnun og samskiptareglur styðja samþættingu við ytri stjórnkerfi.
• Umhverfisvernd:Vökvakæling og IP55 vörn fyrir tilgreind girðingarsvæði, með skilgreindum undantekningum.

Kerfið hefur tilgreint vinnsluhitasvið á bilinu -30°C til 50°C (með neðri mörkum undanskilin), þar sem niðurfelling er krafist yfir 45°C.

Það er hannað fyrir stórar endurnýjanlegar orkustöðvar, netstuðning á veitumælikvarða, orkustjórnun í iðnaði og notkun á örneti.

Turtle Series 5MWh

Báðar Wenergy lausnirnar nota LFP tækni, en mismunandi getu þeirra og stillingar takast á við mismunandi verkefniskröfur.

Niðurstaða

Mismunandi gerðir af rafhlöðuorkugeymslukerfum bjóða upp á sérstaka kosti í frammistöðu, kostnaði og notkun. Til að velja réttu lausnina þarf að meta efnafræði rafhlöðunnar, kerfisuppsetningu, öryggi og verkefniskröfur.

Hafðu samband Wenergy's liðum til að finna hentuga valkosti fyrir atvinnu-, iðnaðar- og veituframkvæmdir.